一般来说建筑材料可分为结构材料、装饰材料和某些专用材料,伴随装饰水平的提升,石材作为建筑材料应用面颇广,这里我们来了解下石材作为结构材料的连接运用。
石材作为结构材料使用已久,发展至今,连接石构件的方法也在漫长的应用历史中不断变化。
叠砌指石材的连接不靠任何粘接材料,单纯通过石材自身的自重,或通过材料自身的咬合叠砌,使石材之间整体稳定。大致可分为三种:(1)由多边形石块砌筑,有的石材还经过粗加工,使之互相咬合(但用巨石砌筑的城墙,尽管拼合精心,一般很少雕琢,也不用灰浆);(2)采用较齐整的错拐砌筑方法;(3)更规则的矩形石块墙,即由修凿过的石块分层垒成墙体(同层石头之间的接缝并不一定垂直)。
早期石墙的砌筑
浆砌连接石材的方法,在我国古代就用石灰浆、石灰砂浆加糯米汁、石灰黏土砂浆来粘结石材,到了现代,石砌体的粘结材料还包括石灰砂浆、石灰水泥混合砂浆及水泥砂浆等。
靠连接件销接石构件,在各地都曾广泛应用过。古埃及人采用木制燕尾销连接各层石块;到了迈锡尼时期,人们改用铜件固定装饰面层;而希腊人则将销连接件用在了结构构件上,并且由铜件改为铁制品,辅助以来自东方的浇铅办法将铁销件固定在石构件里,而昂贵的金属销件只能应用在最重要的建筑中。
石材在压力作用下尤为坚固,承压力较强,因此,工程师彼德·怀斯将石材砌筑和受拉钢索结合,发明了石材的后张拉承重技术。 后来在此基础上改进,通过钢筋插入石材内部,并拉紧钢筋使石块紧紧地压在一起。用后张法来预压石块,可以减少石块以后在拉力作用下开裂的危险,如此连接的石拱还能满足教堂所在地区的抗震设防要求。
采用后拉张术的教堂
将金属丝围成的笼子做容器,里面装满石块,形成一个石筐。早期的金属筐是管状的,和现在用的沙袋一样,装上石块后,用来抵御河水的冲蚀。而箱型石筐的出现使金属筐装石材的方法在建筑上有了更大作为。这种方法可以有效利用采矿的废石料,对石材的要求比其它石材的连接方法的要求低很多,不但能形成特殊的光影效果,而且具有保温隔热作用,还形成独特的建筑肌理。